PLOS Neglected Tropical Diseases | 段广才团队揭示TBK1 和 IRF3 可能作为开发抗 EVA71药物的可能靶点

发布时间：2023-11-11作者：管理员

近日，郑州大学公共卫生学院段广才团队在PLOS NEGLECTED TROPICAL DISEASES上发表题为 TBK1 and IRF3 are potential therapeutic targets in Enterovirus A71-associated diseases的研究论文。该研究首次应用TBK1抑制剂（TBK1/IKKε-IN-2）和IRF3激动剂（KIN1148），评价TBK1和IRF3在体内的抗病毒活性。研究发现，通过调节EVA71诱导的I型干扰素（IFN）反应，IRF3激动剂有效缓解了EVA71诱导的疾病，而TBK1抑制剂则加重了疾病进展， TBK1 和 IRF3有望成为治疗EVA71感染相关疾病的潜在靶点，为开发新的抗病毒药物，提供了理论依据。

几十年来，由人类肠道病毒（EVs）感染引起的手足口病（HFMD）的暴发已成为全球公共卫生问题。肠道病毒A71（EVA71）被认为是手足口病最重要的病原体，尽管EVA71疫苗已有上市。手足口病在亚太地区频繁爆发，给医疗保健和社会经济带来了巨大的负担。目前尚无针对EVA71的特异性抗病毒药物。先天免疫是宿主抵御入侵病原体的第一道防线，它限制了病毒的复制，并为随后的适应性免疫反应提供了时间，这是清除病毒病原体所必需的。干扰素调节因子（IRFs）是一类转录因子，在先天免疫应答的许多方面起着关键作用，IRF3是I型干扰素（IFN）表达的重要调节因子之一。TBK1是一种重要的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，可介导IRF3的磷酸化和核易位，有助于诱导先天抗病毒应答中的I型IFN。然而， EVA71的3Cpro抑制RIG-I介导的IRF3激活和I型IFN反应。2Apro对MDA5的破坏会减少IRF3的激活，并下调I型IFN的产生。EVA71诱导的性别决定区Y-box 4（Sox4）的表达减弱了TBK1的磷酸化，从而抑制了TRAF3/TBK1通路的激活。尽管关于EVA71发病机制的一系列研究已经得到很好的描述，但宿主先天免疫方面的潜在分子仍未完全了解，尤其是TBK1和IRF3的参与。我们之前的研究表明，IRF3和 TBK1 在体外EVA71感染期间发生改变，但 TBK1 和 IRF3 在体内的作用尚未阐明。

本研究发现，EVA71感染的小鼠表现出体重减轻，活动减少，驼背和肢体麻痹症状，并在感染后3-10 天（dpi）之间死亡。使用TBK1抑制剂干预的EVA71感染小鼠在3-6 dpi死亡，这比EVA71感染的小鼠早约4天。相比之下，IRF3激动剂干预显著提高了EVA71感染小鼠的存活率。此外，两组患者在体重和临床评分方面存在统计学意义差异。几乎所有感染EVA71的小鼠在9 dpi内死亡，而大多数IRF3治疗的小鼠存活下来，它们的临床评分在5-6 dpi时开始下降。基于这些结果可知，IRF3激动剂有效缓解了EVA71诱导的疾病，而TBK1抑制剂则使疾病恶化（图1）。

图1. TBK1 和 IRF3 干预在EVA71感染模型中的效果

TBK1和IRF3是影响I型IFN反应的关键靶点。在本研究中，我们发现，在干预早期后（1dpi），IRF3激动剂可显著提高对照小鼠和EVA71感染小鼠IFN-α和IFN-β的转录水平，而TBK1抑制剂具有显著的抑制作用（图2）。因此，TBK1和IRF3两种干预剂均在小鼠体内影响了 EVA71诱导I型IFN反应。

图2.TBK1和IRF3干预后EVA71感染小鼠大脑和肺部的I型IFN反应

本研究中，作者分别采用免疫组化和qPCR检测了各组织病毒分布及载量变化，结果发现，与EVA71感染老鼠相比，IRF3激动剂干预后，小鼠心脏、肝脏和肌肉中的病毒载量显着降低。相反，TBK1抑制剂的处理显著增加了EVA71感染后小鼠肝脏和肌肉组织中的病毒载量（图3和图4）。

图3. TBK1和IRF3干预后EVA71组织分布

图4. 通过qPCR测定各重要组织中病毒载量

另外，作者还通过H&E染色对小鼠脑、脊髓、肌肉和肺进行了组织病理学检查。与单纯EVA71感染小鼠相比，TBK1抑制剂治疗增加了病理评分，而IRF3激动剂治疗显著降低了病理评分。结果表明，TBK1和IRF3干预影响了EVA71诱导的病理变化（图5）。

图5. H&E染色法检测小鼠脑、脊髓、肌肉和肺病理变化

EVA71感染导致的重症被认为与过度的促炎细胞因子产生有关。作者进一步评估了TBK1和IRF3干预对EVA71诱导的促炎细胞因子表达的影响。结果表明，TBK1抑制剂增强了EVA71诱导的小鼠炎症反应，而IRF3激动剂抑制了EVA71诱导的小鼠炎症反应。

图6. IL-6、TNF-α、IL-1β、MCP-1和IL-10在脑和肺中的浓度

综上，该研究首次证实，TBK1和IRF3是EVA71感染所致相关疾病的潜在治疗靶点，这将有为开发新的抗病毒药物和治疗策略提供新的视角。

郑州大学公共卫生学院段广才教授及青年教师晋乐飞副教授为该论文的通讯作者。郑州大学公共卫生学院纪望全博士为论文的第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金和河南高等学校重点科研项目的资助。

论文链接：

https://journals.plos.org/plosntds/article?id=10.1371/journal.pntd.0011001